KR101938458B1 - 매핑 영상 회전 사격 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 야외에서 즐기는 서바이벌이나 페인트 볼 등의 모의 전투 스포츠를 실내 스크린 스포츠로 제공하기 위한 매핑 영상 회전 사격 방법에 관한 것으로, 비가시 적외선 레이저가 장착된 아케이드 건으로 사용자가 타격지점을 조준하면, 영상처리와 컴퓨터 비전 기술을 이용하여 이를 획득 및 좌표연산으로 정확한 조준위치를 파악하게 된다.
초극단초점 프로젝터를 적용하여, 실제로는 게임이 진행되면서 투사되는 영상보다 훨씬 큰 프로젝터 투사 영역을 확보하고, 백버퍼로부터 확보한 텍스쳐를 프로젝터 투사 영역의 일부에만 매핑하여 사용자의 조준 위치에 따라 게임이 진행되는 화면이 투사되도록 설계함으로서 대응방향에 따라 영상이 회전하는 효과를 제공한다.
또한, 스크린의 일부분에 자동회전 구간을 설정하여 사용자의 조준점이 구간 내에서 인식되면 화면이 특정방향으로 회전하도록 설계함으로서 360°를 스크린으로 구성하는 서클비전이 아닌 단일 방향으로만 설치된 평면 스크린 상에서도 전 방향과 동일하게 운용이 가능한 시스템을 제공한다.

Description

매핑 영상 회전 사격 방법 {shooting method with rotating mapped images}

본 발명은 매핑 영상 회전 사격 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서바이벌이나 페인트 볼과 같은 모의 전투 스포츠에 컴퓨터 비젼 및 텍스쳐 매핑 등의 첨단 IT 기술을 접목함으로서, 기존에 투영되는 영상의 위치가 고정되어 단순히 타겟만을 조준하는 사격 시스템과는 달리, 사용자가 지시하는 방향을 분석하여 그 방향에 대응되는 화면으로 전환하면서 지시한 위치에 영상을 투사하도록 설계하여 야외에서 즐기던 서바이벌이나 페인트 볼 등의 모의 전투 스포츠를 실내에서 스크린을 통해 상호간에 전투를 수행할 수 있으며,

기존에 인터넷을 통해 서비스되고 있는 온라인 FPS 슈팅게임에 바로 적용이 가능하여, 사용자가 키보드나 마우스를 이용하지 않고, 다수의 접속자 간에 아케이드 건을 이용하여 현실과 동일한 방향으로 컨트롤하면서 상호간에 가상 전투 게임의 진행이 가능하며,

가상의 공간에 투입된 병사가 원하는 각 방향으로 현실과 동일하게 조준을 하며 사격 훈련이 가능하기 때문에 모의 전투 훈련이나 대테러훈련 등에서 사전에 실전훈련을 체험할 수 있는 활용도가 높은 매핑 영상 회전 사격 방법에 관한 것이다.

골프나 야구와 같이 야외에서 즐기던 스포츠들이 첨단 기술과 융합을 통하여 스크린 골프나 스크린 야구 등과 같은 가상 실내 스포츠로 영역이 확대되고 있다.

영상처리나 컴퓨터 비젼(Computer Vision)은 카메라를 이용하여 획득한 영상으로 사용자가 원하는 특정 정보를 추출할 수 있는 기술이다.

즉, 영상처리나 컴퓨터 비젼(Computer Vision)을 통해 실내에서 레이저 총을 통해 사격게임을 실시할 수 있다.

상기 사격게임을 실시할 수 있는 종래기술로써 등록실용신안공보 등록번호 제20-0407085호의 오락용 사격 게임 장치에는, 오락용 사격장치에 있어서, 방아쇠 조작에 따라 레이저가 전방으로 발사되도록 총구부분에 레이저 방사부가 구비되는 게임용 총; 상기 게임용 총으로부터 발사된 레이저를 감지하는 하나 이상의 센서가 구비된 표적부; 상기 표적부의 하단부가 결합되며 상기 센서로부터 전달된 감지 신호에 따라 상기 표적부를 일 방향으로 소정 각도씩 회동시킨 후 원위치로 복귀시키는 몸체부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 오락용 사격 게임 장치라고 기재되어 있다.

하지만, 상기 종래기술인 오락용 사격 게임 장치는 2차원 화면에서 제공하기에 현실감이 떨어져 사용자로 하여금 흥미를 감소시킨다.

또한, 텍스쳐 매핑(Texture mapping)은 게임이나 영화 등의 제작과정에서 일반적으로 활용되는 기술로, 3차원 공간상에 모델링(Modeling)된 오브젝트(Object)에 칼라를 입힐 때 단순히 채색을 통하여 표현하지 않고, 실제 현실에서 카메라를 통해 획득된 이미지를 텍스쳐라 하며, 텍스쳐를 오브젝트에 입히는 기술을 매핑이라 한다.

상기 매핑하여 제작된 텍스쳐가 입혀진 오브젝트는 3차원 공간에서 구현되며, 현실과 같은 상기 3차원 공간은 사용자에게 현실감을 일으키게 된다.

그러므로 상기 3차원 공간에서 사용자가 전방향으로 사격을 할 수 있도록 제공하면, 사용자에게 현실감을 일으켜 흥미를 증가시킬 수 있다.

하지만, 3차원 공간에서 사격을 하기 위해서는 3차원 공간상의 영상과 아케이드 건 조준한 좌표가 정확하게 매칭 되어야 한다.

상기 종래기술인 오락용 사격 게임 장치에서 사용되는 2차원 좌표는 3차원 좌표에서 사용되지 못하며, 즉, 정확한 3차원 좌표를 얻을 필요가 있다.

상기 정확한 3차원 좌표를 얻기 위해 사용된 다른 종래기술로서 등록특허공보 등록번호 제10-1117404호의 실 방향 동적 사격 훈련 시스템은 본 출원인이 등록한 기술로써, 사용자가 원하는 방향으로 변화되는 조준점을 영상투영부에 지시하기 위한 아케이드 건, 상기 영상투영부에 지시된 조준점을 감지하기 위한 영상획득부, 변화되는 영상을 투사하기 위한 영상출력부, 및 조준점의 위치 연산과 연산된 위치 값을 전송하기 위한 컴퓨터로 구성되어, 사용자가 지시하는 방향을 분석하여 그 방향에 대응되는 화면으로 전환하면서 지시한 위치에 영상을 투사하는 실 방향 동적 사격훈련 시스템이라고 기재되어 있다.

하지만, 상기와 같은 종래의 발명에는 사용자 타격지점에 대응하여 영상을 투사하기 위하여, 회전 및 상하운동이 가능한 팬틸트(Pan-Tilt)에 프로젝터를 장착하여 영상 투사 방향을 결정함으로서 고가의 장비로 인한 경제적 부담이 되었고, 사용자 반응에 대응하여 물리적으로 동작하는 기계적인 특성은 실시간으로 대응하지 못한 채 동작과 간격이 발생하여 사용자로 하여금 흥미를 감소시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 팬틸트와 같은 별도의 하드웨어를 장착하지 않고, 텍스쳐 매핑 기술을 응용하여 프로그래밍함으로서 소프트웨어만으로 사용자가 조준한 위치로 화면을 회전시키는 것이며, 상기 프로그래밍에 의해 영상처리나 컴퓨터 비젼 기술로 도출된 사용자 타격지점에 대응하여 영상을 투사하기 위하여 백버퍼(Back buffer)로부터 텍스쳐를 확보한 후, 상기 텍스쳐를 사용자 타격지점으로 연산된 위치에 매핑함으로서 별도의 하드웨어가 장착되지 않더라도 화면을 회전함으로서 동작과 간격이 발생하지 않고 실시간으로 사용자가 조준한 위치로 영상이 투사되도록 설계하여 제공함으로서 사용자가 실제와 동일한 동작속도로 스포츠를 즐길 수 있는 시스템을 제공하여 재미와 흥미를 유발할 수 있는 매핑 영상 회전 사격 방법이다.

또한, 본 발명은 서클 비전과 같이 사용자를 중심으로 360°를 스크린으로 감싸지 않고도 전 방향을 실제 공간과 동일하게 활용할 수 있는 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 비가시 적외선 레이저가 장착된 아케이드 건으로 사용자가 조준한 위치를 표시하고, 비가시 적외선 레이저 필터가 장착된 카메라로 영상을 획득하여 사용자의 조준점에 대한 연산을 통하여 정확한 지시방향을 분석할 수 있다.

또한, 초극단초점 프로젝터를 적용하여, 실제로는 게임이 진행되면서 투사되는 영상보다 훨씬 큰 프로젝터 투사 영역을 확보하고, 백버퍼로부터 확보한 텍스쳐를 프로젝터 투사 영역의 일부에만 매핑하여 사용자의 조준 위치에 따라 게임이 진행되는 화면이 투사되도록 설계함으로서 대응방향에 따라 영상이 회전하는 효과를 제공할 수 있다.

그리고 스크린의 일부분에 자동회전 구간을 설정하여 사용자의 조준점이 구간 내에서 인식되면 화면이 특정방향으로 회전하도록 설계함으로서 360도를 스크린으로 구성하는 서클비전이 아닌 단일 방향으로만 설치된 평면 스크린 상에서도 전 방향과 동일하게 운용이 가능한 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 방법은, 고하중의 프로젝터를 장착하고 고속으로 회전하는 고가의 팬틸트가 배제됨에 따라 경제적인 시스템 구성이 가능한 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 방법은, 사용자의 동작에 실시간으로 대응하여 게임영상이 이동 및 투사됨에 따라 현실과 동일하게 체감이 가능하여 사용자로 하여금 흥미 및 재미요소를 극대화할 수 있는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 방법은, 스크린의 일부분에 자동회전 구간을 설정하여 사용자의 조준점이 구간 내에서 인식되면 화면이 특정방향으로 회전하도록 설계함으로서 전 방향의 영상 제공이 가능하여 공간효율이 높은 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 시스템의 도면이다.
도 2는 본 발명의 아케이드 건을 나타내는 도면이다.
도 3은 좌표보정 연산을 위하여, 프로젝터 투사 영역과 카메라 영상 획득 영역간의 차이를 표현한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 획득 영상의 비가시 적외선 레이저 추출 및 추출된 위치에 좌표를 표시한 실시도이다.
도 5는 본 발명에서 자동회전 구간을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실제 구현 실시도이다.

본 발명 매핑 영상 회전 사격 방법은 사용자의 타격지점을 표시하기 위한 비가시 적외선 레이저(31);가 장착된 아케이드 건(30);이 설치되고, 비가시 적외선 레이저 포인터 도트(300)를 추출하기 위한 비가시 적외선 레이저 필터를 장착한 카메라(40);가 설치되고, 초극단초점 프로젝터(50)를 이용하여 연산된 사용자의 조준 좌표 위치로 대응하여 영상의 이동 및 회전을 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연산된 사용자의 조준 좌표 위치로 대응하여 영상의 이동 및 회전은 컴퓨터의 백버퍼로부터 텍스쳐를 확보하고, 초극단초점 프로젝터 영상 투사영역(10) 내의 매핑 영상 투사 영역(20)에 매핑시켜 구현되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초극단초점 프로젝터(50)의 영상 투사영역(10)은 평면으로 구성되며, 360° 전 방향을 확인하기 위해서 영상 투사영역(10)의 좌,우측면에 영상 회전 영역(110)을 설정하여 영상 회전 영역(110)내에서 사용자에 의한 비가시 적외선 레이저 도트가 인지될 경우, 대응하는 방향으로 화면이 자동으로 회전되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 시스템의 도면, 도 2는 본 발명의 아케이드 건을 나타내는 도면, 도 3은 정확한 타격지점을 추출하여 좌표보정 연산하기 위해 카메라 캘리브레이션 연산을 수행하기 위한 프로젝터 투사 영역과 카메라에 의해 획득된 영상간의 차이를 표현한 개념도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 획득 영상의 비가시 적외선 레이저 추출 및 추출된 위치에 좌표를 표시한 실시도, 도 5는 본 발명에서 자동회전 구간을 설명하기 위한 개념도, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실제 구현 실시도이다.

도 1을 참조하면, 매핑 영상 회전 사격 시스템은 스크린(10), 비가시 적외선 레이저가 장착된 아케이드 건(30), 비가시 적외선 레이저 필터가 장착된 카메라(40) 초극단초점 프로젝터(50) 및 컴퓨터(60)를 포함한다.

상기 아케이드 건은 사용자의 타격지점을 표시하기 위한 비가시 적외선 레이저와, 방아쇠 타격신호를 컴퓨터로 송신하기 위한 블루투스 모듈 및 방아쇠 타격신호 발생과 동시에 진동을 발생시키기 위한 모터가 장착된다.

상기 비가시 레이저가 장착된 아케이드 건을 이용하여 사용자가 조준한 타격지점을 비가시 레이저 필터가 장착된 카메라로 인지하고, 정확한 좌표를 연산하기 위해 활용된다.

상기 초극단초점 프로젝터(50)는 최초 시스템 시작 시, 체스보드 이미지(400)를 전체 스크린 영역에 투사하고, 카메라(40)로 투사된 영상 전체를 획득한다. 두 영상간의 차이를 통해 연산하여 좌표보정 연산 파라미터 값을 확보하게 되는 것이다. 상기 연산에 대한 정확도는 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라 영상 획득 영역에서 비가시 적외선 레이저 도트를 추출하고, 좌표보정 연산결과로 표시한 좌표 표시부(200)와의 일치여부로 확인할 수 있다.

상기 매핑 영상 회전 사격 시스템의 세팅 완료 후, 게임을 진행하게 되면 사용자는 아케이드 건으로 원하는 방향이나 타격지점을 조준하게 되면, 컴퓨터 그래픽카드 메모리내의 백버퍼에서 텍스쳐 이미지를 확보한다.

이때, 아케이드 건에 내장된 비가시 적외선 레이저가 스크린 상에 타격지점을 표시하게 되고, 카메라에 의해 획득된 영상에서 비가시 적외선 레이저 도트를 추출하여 해당 위치로부터 특정 크기의 게임영상을 컴퓨터 그래픽카드 메모리내의 백버퍼에서 확보한 텍스쳐 이미지로 매핑하게 되는 것이다.

게임이 진행되는 동안 사용자는 아케이드 건으로 조준점을 옮겨가며 지시하게 되는데, 위의 과정을 반복함으로서 프로젝터 영상 투사 영역 중 일부분에 매핑 영상을 투사하며 이동 및 회전하게 되는 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 스크린은 평면의 단일방향으로만 구성되어 있고, 360° 전 방향을 확인하기 위해서 상기 스크린의 좌,우측면에 영상 회전 영역(110)을 설정하며, 상기 영상 회전 영역(110)내에서 사용자에 의한 비가시 적외선 레이저 도트가 인지될 경우, 대응하는 방향으로 화면이 자동으로 회전되도록 구성하여, 평면의 단일방향으로만 설치된 스크린이라 하더라도 360° 전 방향을 확인할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 각각의 사용자가 동일하게 인터넷 상에서 서비스되고 있는 FPS에 접속할 경우, 상호간에 야외 서바이벌이나 페인트 볼 등과 같이 현실과 동일하게 모의 전투 대전이 가능하다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 방법은, 고하중의 프로젝터를 장착하고 고속으로 회전하는 고가의 팬틸트가 배제됨에 따라 경제적인 시스템 구성이 가능한 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 방법은, 사용자의 동작에 실시간으로 대응하여 게임영상이 이동 및 투사됨에 따라 현실과 동일하게 체감이 가능하여 사용자로 하여금 흥미 및 재미요소를 극대화할 수 있는 현저한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 매핑 영상 회전 사격 방법은, 스크린의 일부분에 자동회전 구간을 설정하여 사용자의 조준점이 구간 내에서 인식되면 화면이 특정방향으로 회전하도록 설계함으로서 전 방향의 영상 제공이 가능하여 공간효율이 높은 현저한 효과가 있다.

10: 프로젝터 영상 투사 영역(스크린)
20: 매핑 영상 투사 영역
30: 아케이드 건
31: 비가시 적외선 레이저
32: 블루투스 모듈
33: 진동모터
40: 카메라
50: 초극단초점 프로젝터
60: 컴퓨터
100: 카메라 영상획득 영역
110: 영상 회전 영역
200: 좌표 표시부
300: 비가시 적외선 레이저 포인터 도트
400: 체스보드 이미지

Claims (3)

1. 사용자의 타격지점을 표시하기 위한 비가시 적외선 레이저(31)가 장착된 아케이드 건(30);이 설치되고, 비가시 적외선 레이저 포인터 도트(300)를 추출하기 위한 비가시 적외선 레이저 필터를 장착한 카메라(40);가 설치되고, 초극단초점 프로젝터(50)를 이용하여 연산된 사용자의 조준 좌표 위치로 대응하여 영상의 이동 및 회전을 제공하는 매핑 영상 회전 사격 방법에 있어서,
   상기 연산된 사용자의 조준 좌표 위치로 대응하여 영상의 이동 및 회전은 컴퓨터의 백버퍼로부터 텍스쳐를 확보하고, 초극단초점 프로젝터 영상 투사영역(10) 내의 매핑 영상 투사 영역(20)에 매핑시켜 구현되는 것이며,
   상기 초극단초점 프로젝터(50)의 영상 투사영역(10)은 평면으로 구성되며, 360° 전 방향을 확인하기 위해서 영상 투사영역(10)의 좌,우측면에 영상 회전 영역(110)을 설정하여 영상 회전 영역(110)내에서 사용자에 의한 비 가시 적외선 레이저 도트가 인지될 경우, 대응하는 방향으로 화면이 자동으로 회전되는 것이며,
   상기 아케이드 건(30)은 사용자의 타격지점을 표시하기 위한 비가시 적외선 레이저(31)와, 방아쇠 타격신호를 컴퓨터로 송신하기 위한 블루투스 모듈(32) 및 방아쇠 타격신호 발생과 동시에 진동을 발생시키기 위한 진동모터(33)가 장착되는 것이며,
   상기 비가시 적외선 레이저(31)가 장착된 아케이드 건(30)을 이용하여 사용자가 조준한 타격지점을 비가시 레이저 필터가 장착된 카메라(40)로 인지하여 정확한 좌표를 연산하기 위해 활용되는 영상을 획득하고, 상기 초극단초점 프로젝터(50)는 최초 시스템 시작 시 체스보드 이미지(400)를 전체 스크린 영역에 투사하고, 카메라(40)로 투사된 전체 영상을 획득하여, 두 영상간의 차이를 통해 연산하여 좌표보정 연산 파라미터 값을 확보하게 되며, 연산에 대한 정확도는 카메라 영상 획득 영역에서 비가시 적외선 레이저 도트를 추출하고, 좌표보정 연산결과로 표시한 좌표 표시부(200)와의 일치여부로 확인하는 것이며,
   상기 아케이드 건(30)으로 원하는 방향이나 타격지점을 조준하게 되면, 컴퓨터 그래픽카드 메모리내의 백버퍼에서 텍스쳐 이미지를 확보하되, 상기 아케이드 건(30)에 내장된 비가시 적외선 레이저(31)가 스크린 상에 타격지점을 표시하게 되고, 카메라(40)에 의해 획득된 영상에서 비가시 적외선 레이저 포인터 도트(300)를 추출하여 해당 위치로부터 특정 크기의 게임영상을 컴퓨터 그래픽카드 메모리내의 백버퍼에서 확보한 텍스쳐 이미지로 매핑하는 것이며,
   상기 아케이드 건(30)으로 조준점을 옮겨가며 지시하게 되는 과정을 반복함으로서, 상기 아케이드 건(30)의 사용자의 타격지점이 되는 스크린(10) 중 일부분에 매핑 영상을 투사하며 이동 및 회전하게 되되, 상기 스크린(10)은 평면의 단일방향으로만 구성되어 있고, 360° 전 방향을 확인하기 위해서 스크린(10)의 좌,우측면에 영상 회전 영역(110)을 설정하며, 상기 영상 회전 영역(110) 내에서 사용자에 의한 비가시 적외선 레이저 포인터 도트(300)가 인지될 경우, 대응하는 방향으로 화면이 자동으로 회전되도록 구성하여, 평면의 단일방향으로만 설치된 스크린(10)이라 하더라도 360° 전 방향을 확인할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 매핑 영상 회전 사격 방법
   
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